CN104100699A - 传动机构的传递转矩的部件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有至少一个齿轮的传动机构4的、尤其行星传动机构的传递转矩的部件26,该行星传动机构具有多个通过至少一个驱动件17、22在行星级12上共同作用的行星级10、11,其中所述传递转矩的部件26具有至少一个空隙30。按照本发明,提供传递转矩的部件26,其应力分布是最优的。这个部件由此实现,即所述空隙30非对称地长形地构成以及倾斜地设置在部件中并且具有肾形的形状。

Description

传动机构的传递转矩的部件
技术领域
本发明涉及一种具有至少一个齿轮的传动机构的、尤其行星传动机构的传递转矩的部件,该行星传动机构具有多个通过驱动件共同作用在一个行星级上的行星级,其中传递转矩的部件具有至少一个空隙。
背景技术
由EP 1 186 804 A1已知这种传递转矩的部件。这种传递转矩的部件是行星传动机构的行星支架并且具有两个相互连接的行星支架盘。在行星支架盘中加入圆对称的空隙,它们用于容纳支承行星齿轮的销轴。此外已知,在传动机构的行星盘中或者其它传递转矩的部件中加入附加的空隙,尤其用于实现减轻部件重量。这些附加的空隙与用于容纳行星齿轮轴的承销轴的空隙一样圆对称地构成。
发明内容
本发明的目的是,提供一种传递转矩的部件,其应力分布是最优的。
这个目的由此实现,所述空隙非对称地构成。在此要考虑到,按照本发明的空隙不用于支承任何的零部件,而是仅仅用于减轻重量。因此能够毫无问题地以按照本发明规定的非对称结构来构造空隙。这个非对称结构的优点是,可以明显减小由常见的对称的空隙结构已知的应力。这个拉应力可以通过非对称的结构减小约三分之一。例如在对称的圆柱形空隙结构中可以产生约300MPa的拉应力,而通过按照本发明的非对称的空隙结构使拉应力减小到约200MPa。在其它位置上出现的压应力(它们尤其在空隙的下部相邻轮毂出现),应力可以从约300MPa减小到约200MPa。在此要考虑,对于相应的材料压应力比拉应力更不关键。
在本发明的改进方案中所述空隙长形地成形。这种形状已经证实是特别有利的。此外,将原本圆柱形的空隙转换成长形成形的空隙,而不显著改变传递转矩的部件的重量。
在本发明的改进方案中所述空隙肾形地构成。所述空隙的这种肾形形状已经证实是特别适合的并且还可在结构上简单地转换。
在本发明的特别有利的改进方案中相应的空隙倾斜地设置在部件中,其中在另一改进方案中所述斜度以角度α与部件的旋转方向相反地取向。例如在部件的轮毂部位中,力导入到传递转矩的部件中,而在外部的环或者回转环上力减小。在假设部件左旋转时,空隙的斜度基于转矩进入部件中的导入部位向右取向。在此斜度的角度α优选在10°到70°之间,特别优选为约40°。这种倾斜角度已经证实特别有利的是,一方面应力明显减小,并且另一方面尽可能大的空隙较大地减轻部件重量。
在本发明的改进方案中所述空隙在主负荷平面中压缩。这个压缩朝空隙中间部位的方向在主负荷平面中引起材料在传递转矩的部件上的增加,因此最终增强部件。
在本发明的另一改进方案中,所述空隙被***包围。通过这种***,它例如在传递转矩的部件的两侧上环绕空隙地布置,在出现正的和负的应力集中的部位中,由于在那里发生的材料聚集实现减小应力。
在本发明的另一改进方案中,除了空隙以外在部件中设有另一开口。这个另一开口布置在仅出现很小应力的部位中并且起到继续减轻重量的作用。这个另一开口优选同样非对称地构成并且适配于尤其通过邻近空隙给定的几何状况。开口也可以附加地单侧或双侧地被***包围。
在本发明的另一改进方案中,所述部件的材料是铁素体的铸铁。这种铁素体铸铁的示例是GJS 400-18,它具有铁素体组织。
在本发明的另一改进方案中,所述部件是传动机构的驱动件和/或齿轮或其它传递转矩的部件。尤其在行星传动机构的驱动件中本发明的内容可以特别有利地使用,其中通过这种驱动件使行星传动机构的第一或其它行星级与封闭的正齿轮传动机构共同作用。
在本发明的改进方案中这种由行星传动机构构成的传动机构安装在风力发电设备或者也在洋流发电设备中。这些设备中必需传递很大转矩,其中对于安装在风力发电设备中的传动机构的相应部件可以明显减小应力分布。
附图说明
本发明的其它有利改进方案由附图描述给出,下面详细解释在附图中所示的本发明实施例。附图中:
图1 风力发电设备的示意侧视图,它配有传动机构,该传动机构具有按照本发明构成的传递转矩的部件,
图2 安装在这种风力发电设备中的传动机构的传动图,
图3 风力发电设备的传动机构的按照本发明构成的传递转矩的部件的立体图,
图4 图3的局部立体放大图,
图5 同样是图3的另一视向的局部立体放大图,
图6 类似图4和5的局部立体放大图,具有在主负荷平面中压缩的空隙。
附图标记清单
1  风力发电设备
2  塔架
3  机舱
4  传动机构
5  驱动轴
6  从动轴
7  轮毂
8  转子叶片
9  发电机
10  第一行星级
11  第二行星级
12  行星级
13  正齿轮级
14  第一空心轮
15  第一行星支架
16  太阳轮
17  第一驱动件
18  行星支架
19  第二空心轮
20  第二行星支架
21  第二太阳轮
22  第二驱动件
23  空心轮
24  太阳轮
25a、25b  传动齿轮
26  传递转矩的部件
27  轮毂
28  外部的环
29  连接件
30  空隙
31  斜度
32  ***
33  开口
34  主负荷方向。
具体实施方式
图1示出风力发电设备1的侧视图,具有风力发电设备的主要结构组件以及部件。风力发电设备1具有塔架2,在其上设置围绕垂直轴线可旋转地支承的机器外壳形式的机舱3。在机舱3中不可转动地固定由发电机传动机构构成的传动机构4,它具有驱动轴5和从动轴6。传动机构4的驱动轴5与具有多个转子叶片8的转子的轮毂7连接。从动轴6与待驱动的驱动装置、优选以发电机9的形式旋转连接。这样设计传动机构4,它使驱动轴5的缓慢旋转运动转换成从动轴6的快速旋转运动。为此传动机构4具有优选两个行星级10、11(图2),它们通过连接的正齿轮级12与从动轴6共同作用。对行星级12还可以后置正齿轮级13。但是原则上也可以省去行星级12和/或正齿轮级13,如果至少一个行星级10、11在输出端直接与从动轴6共同作用。这种传动机构4也优选设计成中速运转的单级或多级的行星传动机构。
在图2中示出图1的传动机构4的传动图。传动机构4具有第一行星级10和第二行星级11,它们与行星级12共同作用。这样形成的传动机构4以所谓的差动结构形式构成。行星级12或者直接与在附图中所示的从动轴6连接,或者在连接另一正齿轮级13的条件下与从动轴6连接。
在第一行星级10中第一空心轮14固定在外壳上,而驱动轴5与优选载有三个行星齿轮的行星支架15旋转连接。相应地在驱动轴5旋转运动时第一行星级10的太阳轮16以给定的传动比驱动。太阳轮16通过第一驱动件17与行星级12的优选同样载有三个行星齿轮的行星支架18连接,而第一行星支架15还与第二行星级11的第二空心轮19连接。在第二行星级11中优选仍然载有三个行星齿轮的第二行星支架20固定在传动机构4的外壳上,由此在这里也以相应的传动比驱动第二行星级11的第二太阳轮21。第二太阳轮21通过第二驱动件22与行星级12的空心轮23连接,并且对应于空心轮23以及行星支架18的不同转速以差速驱动行星级12的太阳轮24。太阳轮24如同所述那样或者直接或者通过正齿轮级13与从动轴6连接。正齿轮级13具有两个传动齿轮25a、25b,其中传动齿轮25a在本实施例中与太阳轮24连接,并且传动齿轮25b与从动轴6连接。例如为了维修可以通过正齿轮级13的另一未示出的传动齿轮利用辅助驱动器这样调整传动机构4,使转子叶片8占据可给定的位置。
图3示出传动机构4的传递转矩的部件26,它尤其是第二驱动件22或第一驱动件17。但是传递转矩的部件26也可以是任意的齿轮、例如传动齿轮25a、25b或者也可以是空心轮14、19、23或者其它部件。在相应的改进方案中行星轮或太阳轮16、21、24也可以是按照本发明构成的传递转矩的部件26。
传递转矩的部件26具有轮毂27和外部的环28。通过轮毂27驱动传递转矩的部件26并且将驱动功率给到外部的环28上。为此使轮毂27和外部的环28通过连接件29相互连接。在连接件29中在圆周上分布地设置多个长形成形的空隙30,它们还非对称地或者肾形地构成。此外空隙30具有角度为α的斜度31,该角度在本实施例中为约40°并且与轮毂27的旋转方向(通过外部的旋转箭头表示)相反地取向。
空隙30在传递转矩的部件26的两侧被***32包围。***具有最大高度,它对应于轮毂27或外部的环28的轴向宽度。***32的宽度(或者说深度)同样如高度根据最大出现应力确定大小,该应力在部件26的旋转运动中在连接件29中产生。
在空隙30与外部的环28之间的连接件29的部位中可以布置附加的用于(另外)减轻重量的开口33。
按照图4和5的视图示出按照图3的部件26的局部立体放大图,而在按照图6的局部立体放大图中空隙30压缩在通过双箭头表示的主负荷方向34的部位中。压缩引起在连接件29中在最大应力产生的部位中的材料增加。

Claims (11)

1.传动机构(4)的、尤其行星传动机构的传递转矩的部件(26),该行星传动机构具有多个通过驱动件(17,22)共同作用在一个行星级(12)上的行星级(10,11),其中所述传递转矩的部件(26)具有至少一个空隙(30),其特征在于,所述空隙(30)非对称地构成。
2. 如权利要求1所述的传递转矩的部件(26),其特征在于,所述空隙(30)长形地成形。
3. 如权利要求1或2所述的传递转矩的部件(26),其特征在于,所述空隙(30)肾形地构成。
4. 如上述权利要求中任一项所述的传递转矩的部件(26),其特征在于,所述空隙(30)倾斜地布置在部件(26)中。
5. 如权利要求4所述的传递转矩的部件(26),其特征在于,所述斜度(31)以角度α与部件(26)的旋转方向相反地取向。
6. 如上述权利要求中任一项所述的传递转矩的部件(26),其特征在于,所述空隙(30)在主负荷平面或者主负荷方向(34)中压缩。
7. 如上述权利要求中任一项所述的传递转矩的部件(26),其特征在于,所述空隙(30)被***(32)包围。
8. 如上述权利要求中任一项所述的传递转矩的部件(26),其特征在于,除了空隙(30)以外在部件(26)中设有另一开口(33)。
9. 如上述权利要求中任一项所述的传递转矩的部件(26),其特征在于,所述部件(26)的材料是铁素体的铸铁。
10. 如上述权利要求中任一项所述的传递转矩的部件(26),其特征在于,所述部件(26)是传动机构(4)的驱动件(17,22)和/或齿轮。
11. 风力发电设备,具有传动机构(4),该传动机构(4)具有如上述权利要求中任一项所述的传递转矩的部件(26)。
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